Mẫu đồ án cung cấp điện

Có một dạng năng lượng mà nó đã làm thay đổi cả thế giới. nó dẫn dắt con người qua thời kỳ cổ điển lạc hậu để bước vào một thời kỳ mới. Thời kỳ của khoa học công nghệ hiện đại,hoàn mỹ hơn tốt đẹp hơn. Diện năng là một dạng năng lượng phổ biến và vô cùng quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân của mỗi nước. Khi nhìn về phương diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp là ngành sử dụng nhiều nhất. Vì vậy sử dụng điện năng một cách hợp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác động trực tiếp đến việc khai thác một cách có hiệu quả công suất của các nhà máy điện và sử dụng hiệu quả năng lượng điện được sản suất ra. Chính vì vậy một phương án cung cấp điện hiệu quả là phải đảm bảo hài hòa về mặt kinh tế,độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn về mặt kỹ thuật đồng thời phải đảm bảo tính liên tục trong cung cấp điện,tiện lợi cho vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và mở rộng trong tương lai. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó và những kiến thức được học từ môn thiết kế cung cấp điện. Chúng em đã được nhận đề tài : thiết kế cấp điện cho một trường học.

Lời nói đầu

Có một dạng năng lượng mà nó đã làm thay đổi cả thế giới nó dẫn dắt conngười qua thời kỳ cổ điển lạc hậu để bước vào một thời kỳ mới Thời kỳ của khoahọc công nghệ hiện đại,hoàn mỹ hơn tốt đẹp hơn

Diện năng là một dạng năng lượng phổ biến và vô cùng quan trọng đối với nềnkinh tế quốc dân của mỗi nước

Khi nhìn về phương diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp làngành sử dụng nhiều nhất Vì vậy sử dụng điện năng một cách hợp lý trong lĩnhvực này sẽ có tác động trực tiếp đến việc khai thác một cách có hiệu quả công suấtcủa các nhà máy điện và sử dụng hiệu quả năng lượng điện được sản suất ra

Chính vì vậy một phương án cung cấp điện hiệu quả là phải đảm bảo hài hòa vềmặt kinh tế,độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn về mặt kỹ thuật đồng thời phảiđảm bảo tính liên tục trong cung cấp điện,tiện lợi cho vận hành, sửa chữa khi hỏnghóc và mở rộng trong tương lai

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó và những kiến thức được học từ môn thiết kếcung cấp điện Chúng em đã được nhận đề tài : thiết kế cấp điện cho một trườnghọc

Trong thời gian làm bài tập với sự cố gắng và nỗ lực của các thành viên trongnhóm Dặc biệt là sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn : NguyễnQuang Thuấn.đến nay chúng em đã hoàn thành song đề tài của mình song do kiếnthức còn hạn chế nên không chánh khỏi những sai sót Nên chúng em mong nhậnđược sự đóng góp của thầy giáo để chúng em có thể làm tố hơn ở những lần sau

Giới thiệu chung về đề tài

Trường học là các tòa nhà bao gồm các phòng học, các văn phòng nhà thi đấu, nhà

để xe, trạm bơm,hội trường phụ tải chính của trường học là chiếu sáng , điều hòaquạt Sau đây là diện tích của từng khu vực :

Nhà A4 : gồm 4 tầng chỉ gồm các phòng học với diện tích mỗi tầng là :1050m2.Nhà A5 : gồm 4 tầng, tầng 1 là nhà ăn còn lại là phòng học với diện tích mỗi tầng

là : 1000 m2

Thường trực : 45m2

Trạm bơm : 60m2

- Mặt bằng của trườnghọc

- Mô tả công dụng của các nhà

- Nguồn điện lấy từ đường dây 22kV

A2 4 tầng chỉ gồm các phòng học Các phòng có điều

hòaA3 4 tầng, tầng 1 là nhà thể chất, còn lại là các

phòng học

Các phòng có điềuhòa

Thường

trực

Trạm bơm

Nhà

xe 1

ĐD 22kV

hòaA5 4 tầng, tầng 1 là nhà ăn, còn lại là các phòng

học

Các phòng có điềuhòa

Thường

trực

Trạm bơm Hai máy bơm, công suất mỗi máy 15kW

CHƯƠNG 1 : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN +) Công suất nhà A1 :

Nhà A1 có diện tích 1650m2 gồm 4 tầng , tầng 1 là hội trường, tầng 2 là thư việncòn lại là văn phòng

Tầng 1 gồm 3 hội trường mỗi hội trường 400m2

Công suất của một hội trường :

Công suất chiếu sáng

∑P1=kđt ×(6000+14400+3000+1000)×3=58560W (kđt=0.8 theo tiêu chuẩn IEC )

Tầng 2 gồm 3 thư viện mỗi thư viện 400m2

Công suất chiếu sáng

∑P2=kđt ×(6000+14400+3000+1000)×3=58560W (kdt = 0,8 theo tiêu chuẩn IEC)

Tầng 3 gồm 24 văn phòng với diện tích 50m2/phòng

(kdt =0,8 theo tiêu chuẩn IEC)

+) Công suất tính toán nhà A2 :

Nhà A2 có diện tích 1050m2 với 4 tầng đều là phòng học mỗi tầng 10 phòng vớidiện tích 80m2/phòng và 200m2 hành lang

+) Công suất của một phòng :

Công suất chiếu sáng

Pcs=P0×S =13×80 =1040W (P0 =13W/m2 ) (1)

Công suất làm mát

Bố trí 2 điều hòa, mỗi điều hòa có công suất 24000BTU

Vậy tổng cổng suất điều hòa của một phòng là :

+) Công suất tính toán nhà A3 :

Nhà A3 có diện tích 1000m2 với 4 tầng, tầng 1 là nhà thể chất có diện tích 800m2,còn lại 3 tầng là phòng học, các tầng có 200m2 hành lang

Công suất của một phòng :

Công suất chiếu sáng

Pcs=P0×S =13×80 =1040W (P0 =13W/m2 ) (1)

Công suất làm mát

Bố trí 2điều hòa mỗi điều hòa có công suất 24000BTU

Vây tổng công suất điều hòa của một phòng là :

Pđh =2 × 1800 =3600W

Ta bố trí 8 quạt mỗi quạt có công suất 75W

Pquạt=8×75=600W

Ngoài ra còn có 1 ổ cắm dự phóng có công suất : Pdp=500W

Vậy tổng công suất của một phòng là :

+) Công suất tính toán nhà A4 :

Nhà A4 có diện tích 1050m2 với 4 tầng đều là phòng học mỗi tầng 10 phòng vớidiện tích 80m2/phòng và 200m2 hành lang

+) Công suất của một phòng :

Công suất chiếu sáng

Pcs=P0×S =13×80 =1040W (P0 =13W/m2 ) (1)

Công suất làm mát

Bố trí 2 điều hòa, mỗi điều hòa có công suất 24000BTU

Vây tổng cổng suất điều hòa của một phòng là :

Công suất chiếu sáng hành lang và cầu thang là :

Phl =P0×S=11×200=2200W

Tổng công suất của nhà A4 :

∑PA12=kđt×(27,552×4+2200×4) = 95206,4W=95,2064kW (kđt =0,8)

+) Công suất tính toán nhà A5 :

Nhà A5 có diện tích là 1000m2, tầng 1 là nhà ăn có diện tích 800m2, 3 tầng còn lại

là phòng học và 200m2 hành lang, mỗi phòng học có diện tích 80m2

Công suất của một phòng :

Công suất chiếu sáng

Pcs=P0×S =13×80 =1040W (P0 =13W/m2 ) (1)

Công suất làm mát

Bố trí 2điều hòa mỗi điều hòa có công suất 24000BTU

Vây tổng công suất điều hòa của một phòng là :

Pđh =2 × 1800 =3600W

Ta bố trí 8 quạt mỗi quạt có công suất 75W

Pquạt=8×75=600W

Ngoài ra còn có 1 ổ cắm dự phóng có công suất : Pdp =500W

Vậy tổng công suất của một phòng là :

Tổng công suất của nhà A5 :

Q tt toàn trường = 931kVAr

1 Bảng số liệu phụ tải tính toán

STT Tên Phụ Tải Tính Toán Hệ Số Công Suất P (kW, kVA)

CHƯƠNG 2: VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN

VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN TỐI ƯU

- Yêu cầu cơ bản của việc chọn phương án cấp điện tối ưu nhất

1 Đảm bảo chất lượng điện,tức đảm bảo tần số và điện áp nằm trong phạm

vi cho phép

2 Đảm bảo độ tin cậy,tính liên tục cung cấp điện phù hợp với yêu cầu củaphụ tải

3 Thuận tiện trong vận hành lắp ráp và sửa chữa

4 Có chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật hợp lý

- Có thể sơ bộ so sánh hai phương án cấp điện cho trường học:

+ Phương án một: tram biến áp loại 800KA do ABB chế tạo

+ Phương án hai: trạm biến áp 600kVA, 400kVA do ABB chế tạo

2.2 Vạch phương án cấp điện,lựa chọn phương án cấp điện tối ưu

2.2.1 Các phương án cấp điện cho trường học

- Có 2 phương án để cấp điện cho trường học:

+ Phương án 1: đặt 2 trạm biến áp

+ Phương án 2: đặt 1 trạm biến áp và một máy phát dự phòng

- nên chọn phương án lắp đặt một trạm biến áp và một máy phát dự phòng vìphụtải cung cấp cho trường học thuộc hộ tiêu thụ loại 2

2.3 Đánh giá lựa chọn phương án cấp điện tối ưu

-Đặt 1 trạm biến áp phía sau nhà A1 phíatronghàng rào của nhà trường

-Đặt trạm biến áp 1 tủ điện phân phối với 1 MCCB tổng, 1máy cắt chuyển mạch và

10 CB nhánh đến các khu vực phụ tải của trường

-Đặt 10 tuyến cáp ngầm đến 10 tủ phân phối trong trường

- Tại mỗi khu vực phân phối( các tòa nhà) đặt 1 tủ phân phối các tầng

2.3 Đánh giá lựa chọn phương án cấp điện tối ưu

- Đánh giá phương án cấp điện tối ưu:

+ Ta có sơ đồ mặt bằng:công suất,mật độ của phụ tải,diện tích các nhà ta cóthể xác định được vị trí lắp đặt trạm biến áp

+ Địa điểm này có ít học sinh qua lại vì vậy đảm bảo được yêu cầu an toàncho người và liên tục cấp điện

CHƯƠNG 3: CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG SƠ ĐỒ

CẤP ĐIỆN TỐI ƯU

3.1 Số lượng và công suất của máy biến áp

3.1.1 Giới thiệu về máy biến áp

- Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện, tổng công suất cácmáy biến áp rất lớn và bằng 4 đến 5 lần tổng công suất các máy phát điện Vì vậyvốn đầu tư cho máy biến áp cũng rất nhiều Nên người ta mong muốn chọn sốlượng máy biến áp ít và công suất nhỏ nhưng vẫn đảm bảo an toàn cung cấp chocác hộ tiêu thụ

- Trong hệ thống điện người ta dùng các máy biến áp 3 pha 2 cuộn và 3 pha 3 cuộndây, hoặc dùng tổ máy biến áp một pha nằm để tăng hoặc giảm điện áp sao chophù hợp với nhu cầu phụ tải

3.1.2 Chọn số lượng máy biến áp

- Vốn đầu tư ban đầu của máy biến áp chiếm một phần rất quan trọng trong tổng sốvốn đầu tư của hệ thống điện, vì vậy chọn số lượng máy biến áp và công suất địnhmức của chúng rất quan trọng

- Các tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật khi chọn máy biến áp:

+ An toàn, liên tục cung cấp điện

- Do đó hai máy biến áp vận hành song song được đặt theo sơ đồ sau:

3.1.3 Công suất máy biến áp

- Trong điều kiện sự cố cho phép Kcp = 14, nên ta xem như một số tính toán nào đókhi sử dụng lựa chọn máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố

Với trạm cung cấp điện liên tục ta chọn máy có công suất:

SdmMBA ≥ Stt

- Dựa vào điều kiện quá tải ta chọn:

- Từ kết quả tính được ở trên ta chọn công suất của máy biến áp:

SđmBA = 800 (kVA) của ABB

3.1.4 Các thông số của máy biến áp

3.2.1 Giới thiệu máy phát điện dự phòng

- Máy phát điện dự phòng đóng vai trò quan trọng như một nguồn cung cấp điệnriêng biệt, độc lập Vì khi mất điện lưới máy phát điện là nguồn điện thay thế chonguồn điện lưới đó

3.2.2 Lựa chọn máy phát điện dự phòng.

- vì máy phát điện dự phòng dùng để cấp nguồn cho những địa điểm cần được cấpnguồn liên tục bao gồm nhà A1 ( hội trường, văn phòng và thư viện điện tử),phòngtrực từ đây ta có thể tính được công suất của máy phát :

Công suất liên tục: 480KVA/ 384KW

Công suất dự phòng: 515KVA/ 412KW

• Xuất xứ: Mitsubishi Heavy Industries Engine System Asia PTE LTD – SINGAPORE

• Động cơ: S6A3-PTA-S Mitsubishi sản

• Đầu phát: MG-H5D Stamford

• Điện áp: 380/220V - 3pha - 4dây

• Tần số, tốc độ: 50 Hz -1.500 rpm

• Hệ số công suất (p.f): Cos Ø : 0.8

• Trọng lượng: 4100 Kg

• Kích thước (DxRxC): 3345x1555x1720 mm

3.3 Tủ phân phối trung áp và hạ áp của trạm biến áp

3.3.1 Giới thiệu về tủ điện

- Tủ điện phân phối trung áp và hạ áp của TBA được lắp đặt tại các trạm biến áp hạthế như các công trình công nghiệp và dân dụng như nhà máy, xưởng côngnghiệp, trung tâm thương mại, cao ốc văn phòng, chung cư, bệnh viện, trường học,cảng, sân bay…

- Tùy theo từng công suất của trạm biến áp để tính toán và chọn lựa mỗi loại tủphân phối khác nhau

3.3.2 các thông số của tủ điện

- Tủ điện được thiết kế nhiều ngăn Mỗi ngăn tủ được thiết kế theo chức năng riêngbiệt như: ngăn chứa ACB hoặc MCCB tổng, ngăn chứa CB ra tải, ngăn chứa tụbù…đáp ứng các thông só về điện, các thiết bị bên trong tủ được bố trí thuận lợicho việc gá lắp, đầu nối

- Phần khung tủ được chế tạp từ thém tấm dày 1.5 – 2mm, sơn tĩnh điện Khung tủđược chế tạo thuận lợi cho việc lắp ghép, vận hành và kết nối mở rộng

3.4.4 lựa chọn van chống sét

van chống sét gồm 2 phần tử chính:

chuỗi khe hở phóng điện

điện trở phi tuyến được chế tạo bằng vilit

Đặc điểm của điện trở phi tuyến là có điện trở lớn khi điện áp nhỏ và có điện trởnhỏ khi điện áp lớn

Do đó ta Lựa chọn van trống sét 22kV do hãng cupper mỹ chế tạo loại

+ Dòng ngắn mạch 3 pha phía trước máy biến áp:

Các đại lượng chọn và kiển tra Kết quả

Điện áp định mức (kV) UđmMC=24 > UđmLĐ= 22

Dòng điện định mức (A) IđmMC=1250 > Icb= 23

Dòng cắt định mức ( kA) Icđm= 25 > I’’ = 7,4

Dòng cắt định mức ( kA) Icđm= 25 > I’’ = 7,4

Dòng ổn định động (kA) Iôđđ= 125 > ixk =18,8

Không cần kiểm tra ổn định nhiệt của MC vì có Iđm = 1250 (A) > 1000(A

3.4.7 aptomat tổng

Có :

U dmA ≥ U dm mạng =400V

I dmA ≥ I lv max = 1311 A

+ Ta có Itt = 1148A nên chọn CB do hãng LS chế tạo có thông số:

3.4.8 lựa chọn cầu chì hạ áp

Có :

U dm CC ≥ U dm mạng =400VIdmtt ≤ I dm dc ≤ I dmvo

Từ công thức trên ta lựa chọn cầu chì A50QS200-4 có thông số

Mã cầu chì Part number Điện thế (V) Dòng điện (A)

Cầu chì Ferraz

A50QS800-4

3.5 Dây dẫn (từ đường dây 22kV đến tủ trung áp và từ tủ phân phối tổng đến

các tủ phân phối các nhà)

3.5.1 Chọn dây dẫn

Có nhiều cách để chọn dây dẫn và cáp, tùy theo cấp điện áp của mạng, phạm vi

sử dụng cáp và dây dẫn mà lựa theo phương pháp phù hợp

Các phương pháp chọn dây dẫn kiểu chung cũng nằm bảo đảm chỉ tiêu kinh tế

và kỹ thuật

Tiến diện cáp và dây dẫn được chọn theo điều kiện kỹ thuật bao gồm:

Điều kiện phát nóng cho phép

Điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Điều kiện đảm bảo độ bền cơ

Tiết diện cáp và dây dẫn được chọn theo điều kiện kinh tế bao gồm:

Mật độ dòng điện kinh tế Jkt

Mật độ dòng điện không đổi Jkđ

Tổn thất kim loại màu nhỏ nhất

Tuy nhiên trong thực tế khi chọn tiết diện dây dẫn và cáp mạng cao áp người ta thường chý đến chỉ tiêu kinh tế ( chọn theo chỉ tiêu kinh tế và kiểm tra theo chỉ tiêu

kỹ thuật ) vì trong mạng cao áp chi phí về đầu tư và vận hành rất cao

Ngược lại, trong mạng hạ áp người ta thường chọn theo kỹ thuật vì trong mạng này không có bổ trợ để giữ điện áp ở mức quy định

3.5.2 Chọn dây dẫn cao áp

Dây dẫn 22kV cung cấp phía cao áp của máy biến áp xí nghiệp dây dẫn được chọn theo mật độ dòng kinh tế Jkt

Fkt =Với:

Imax = Ithực tế caoáp = ICA = 24 A

Ở phần 1 ta tính được Tmax(năm) = 5949 (giờ) nên ta chọn cáp cách điện bằng giấy,

có lõi bằng đồng: Jkt = 2,0 (tra bảng 2.1.1)

Nên:

Fkt = = 12 mm2

Chọn dây cáp hạ áp theo điều kiện phát nóng như sau:

K4.K5.K6.K7.Icp ≥ I1v 2max

Nhiệt độ

của đất, 0C

Cách điệnPVC XLPE, EPR (cao su ethylen-propylene)10

152025

1,101,0510,95

1,071,041,000,9630

354045

0,890,840,770,71

0,930,890,850,8050

5560

0,630,550,45

0,760,710,56

Chọn dây 1 pha 22kV đặt với 5 dây khác nhau Đất khô, nhiệt độ đất là 250C, dây bọc XLPE, do đó chọn các hệ số K4, K5, K6,K7 như sau:

Vì mỗi dây dòng điện cho phép lớn nhất là 660 (A) nên mỗi pha cần có 7 sợi:

Dòng điện một pha:

660 × 7 = 4620 (A)

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP

4.1 tổng quan về trạm biến áp

- Những năm gần đây, thực hiện chính sách đổi mới, ngành công nghiệp thiết bịđiện vật liệu điện đã có những bước phát triển đáng kể, với mục đích không ngừngphát triển, luôn đẩy mạnh nền công nghiệp thiết bị điện và vật liệu điện để phục vụcho công cuộc phát triển điện trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa đấtnước.Trạm biến áp là một trong những vấn đề cơ bản của hệ thống cung cấp điện.Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện này sang cấp điện khác đểđến người sử dụng.Khi thiết kế một trạm biến áp, ta luôn quan tâm đến công suấtcủa máy biến áp khi chọn cho phù hợp mà còn xem đến các phụ tải Vì vậy việclựa chọn máy biến áp bao giờ cũng gắn liền với việc lựa chọn các phương án cungcấp điện cho phù hợp để không ảnh hưởng đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Côngsuất và tham số khác của máy biến áp phụ thuộc vào phụ tải cấp điện của mạng Vìvậy để lựa chọn trạm biến áp tốt nhất chúng ta phải xét đến rất nhiều mặt và phảitiến hành tính toán và so sánh kinh tế kỹ thuật giữa các phương án đã đưa ra Trongthiết kế vận hành mạng điện thường giặp trạm phân phối điện và trạm biến áp

- Trạm phân điện bao gồm; các thiết bị điện cầu dao, máy cắt, thanh góp dùng đểnhận và phân phối điện cho các phụ tải các thiết bị này không thể biến đổi điệnnăng Trạm biến áp không những có các thiết bị trên mà còn có các máy biến ápdùng để biến đổi điện áp từ cao xuống thấp và ngược lại Do đó người ta phân loạitrạm biến áp theo nhiệm vụ sau đây:

+ Trạm biến áp tăng áp là trạm biến áp thường được đặt ở nhà máy điện hay ở nơi

thích hợp với nhiện vụ biến đổi điện áp ở đầu cực máy phát lên các cấp điện áp caohơn thích hợ với hệ thống điện và truyền tải đi xa

+ Trạm biến áp trug gian là trạm biến áp liên lạc giữa hai hay nhiều cấp điện áp

thích hợp, phù hợp với nh cầu sử dụng điện

+Trạm biến áp khu vực là trạm nhận điện từ hệ thống để biến đổi xuống cấp điện

áp thích hợp, phù hợp với nhu cầu sử dụng điện

4.2 chọn phuong án thiết kế xây dựng trạm biến áp

4.2.1 giới thiệu về phương án thiết kế

- Khi thiết kế xây dựng một trạm biến áp người ta cần tính toán đến nhiều phương

án để thiết kế và khi thiết kế trạm biến áp người ta phải đưa ra rất nhiều phương ánkhả thi trên cơ sở phân tích ưu khuyết điểm của từng phương án đó và còn so sánhđiều kiện kỹ thuật-kinh tế rồi chọn phương án tối ưu nhất